今天的博文可能会有点枯燥，由于博主的水平有限，希望大家指正博文的缺点 进程地址空间是什么？...其实进程地址空间只是一个比较抽象的存在，它本质上是一种将各个区域划分的内核数据结构，分别与各自的特定进程关联起来，并且各个进程都有自己私有的一份进程地址空间 所以大家还得记住，大家印象当中的那张图不是真实的内存...为什么要有进程地址空间？ 大家可能会有疑惑，为什么我要平白无故地创造出一个进程地址空间呢？这不是在在误导我们吗？...我们知道进程有几个特性分别为： 竞争性，独立性，并发性和并行性 我们假设一种情况: 如果没有进程地址空间的存在，直接让给进程将地址然后传递命令给CPU，如果给出的这个地址是个错误的地址呢？...写时拷贝支撑了进程地址空间的存在，保证了进程的正常运行！
进程地址空间是操作系统提供给每个应用程序或进程的一块独立的内存空间，它决定了进程能够访问的内存范围以及内存布局。话不多说，开启我们今天的话题！...✈️什么是进程地址空间 每一个进程都存在一个进程地址空间，且 在32位平台下范围为 [0, 4GB]; 在详细说明进程地址空间之前，我们先说个故事： 有一天，阿熊敲代码敲到很晚，并且第二天早上还有课...虚拟地址空间本质上就是一种数据结构！ task_struct 指向某一个进程地址空间，而进程地址空间以链式结构存储，于是操作系统对进程地址空间的管理，变为对该链表的增删查改！...要想更好了解进程地址空间，我们有必要深入学习进程地址空间的属性。 ...进程地址空间本质上也是一种数据结构，并且彼此是链式连接的，于是 操作系统对进程地址空间的管理变为了对链表的增删查改！ 我们了解了进程地址空间中一定存在许多的地址划分，用来区分各个地址区域。
文章目录 一.感性理解进程地址空间 二.理性认识进程地址空间 1.虚拟和物理地址空间 2.虚拟地址和物理地址联系 a.页表映射 b.写时拷贝 三.为什么要存在进程地址空间 在正式开始之前我们首先来看这样的一个现象...进程要被管理，进程地址空间也要被管理，进程地址空间通过先描述后组织的方法形成一个mm_struct被管理。...为了更有效的管理和少出错，现代系统提供了虚拟存储器，虚拟存储器为每个进程提供了一个大的，一致的，私有的地址空间，这个地址空间就是进程地址空间。...1.虚拟和物理地址空间 进程是操作系统中最成功的概念之一，每个进程都具有一个私有的虚拟地址空间，它提供一个假象使进程觉得自己独占内存空间。...但是每个进程都认为自己独享4GB的空间，一个进程的虚拟地址就是4GB的空间范围（我没说大小，因为这个空间是虚拟的），即2^32个地址，但对于32位的机器来说总共的物理地址也就是这么多。
本篇主要内容： 了解程序地址空间 理解进程地址空间 探究页表和虚拟地址空间 1....进程地址空间 我们现在来深入的了解一下为什么相同的的地址为什么会有不同的值？ 首先引入一个概念：每一个进程运行之后，都会有一个进程地址空间的存在，在系统层面都要有自己的页表映射结构！...每一个进程都要有地址空间，系统中，一定要对地址空间做管理!! 而操作系统管理地址空间，一定是“先描述，在组织”！地址空间最终一定是一个内核的数据结构对象， 就是一个内核结构体！...而我们观察进程地址空间，发现里面是一堆的地址划分。...，地址空间让进程管理和内存管理互不干涉，起到了很大作用。
文章目录 一、前言 二、什么是进程地址空间 三、进程地址空间如何进行管理 四、为什么会存在进程地址空间 五、进程地址空间区域的严格划分 一、前言 学习Linux系统编程一共要翻越三座大山 – 进程地址空间...此时，我们就能解释上面的现象了 – 子进程和父进程都拥有自己的单独的进程地址空间，且子进程的地址空间是从父进程那里拷贝来的，所以最开始二者的 g_val 其实指向同一块物理内存； 现在子进程想要修改自己地址空间中...---- 三、进程地址空间如何进行管理 OS 如何管理进程地址空间 OS 会为系统中的每一个进程都创建一个进程地址空间，但是 OS 内部同时存在着许多进程，所以为了保证各个进程正常运行，OS 需要对每个进程的地址空间进行管理...---- 四、为什么会存在进程地址空间 我们上面学习了什么是进程地址空间，以及进程地址空间如何进行管理，那么为什么会存在进程地址空间呢？我们直接将数据存入物理内存不好吗？...为什么还要耗费时间和空间创建虚拟地址空间以及页表呢？这时候就需要引入进程地址空间的优势了，进程地址空间主要有如下三方面的优势。 1、进程地址空间保证了数据的安全性。
如果读取的是内存中的地址，肯定不会出现这样的情况，所以，我们有理由怀疑：读取的根本不是内存中的地址。 但是由此我们就可以知道，程序地址空间并 不是 内存，它的正确叫法为 进程地址空间！...虽然每一个进程只有1个虚拟空间，但是这个虚拟空间可以被别的进程来同享。如：子进程同享父进程的地址空间，而mm_user和mm_count就对其计数。...3.什么是进程地址空间 我们先讲一个小故事： 美国有一个富豪，资产高达十亿美金。...虚拟地址空间的存在，可以更方便的进行进程和进程代码和数据的解耦，更好的保证了 进程的独立性特征。...原因2 虚拟内存空间的存在，可以更好的进行进程和进程代码和数据的解耦，更好的保证了内存独立性 之所以会出现父子进程修改同一数据，会从同一地址处，读出不同数据，是因为有了虚拟内存映射策略，可以做到既节省了内存空间
地址空间是一段线性范围，从全0到全FFFF(16进制)，因为数字是线性的，每一个数字表示一个地址，每个地址对应一个字节 地址空间是线性结构的 4.确定地址空间 32位下地址空间默认为0-42亿多 假设空间范围为...，CPU会自动根据页表将虚拟地址转化为物理地址 创建子进程，就要创建子进程的PCB，及地址空间和页表结构 子进程的相关内核数据结构的属性字段会继承父进程 大富翁 A有个儿子是E，A跟E说，我们家有10...，子进程对数据的修改，不影响父进程 子进程要对value修改时，在内存中重新申请一块空间，拷贝value值给新空间，重新映射指向新开辟的空间，导致不影响父进程的value值 ，最终将新开辟的空间value...，在地址空间中申请空间，在页表处只填写虚拟地址，物理地址处不填写，就不需要在物理地址处申请空间，过一会，进程尝试对空间写入，在重新申请空间把映射关系创建好，整体机制被叫做 缺页中断 8....进程地址空间+页表的意义： 1.防止地址随意访问，保护物理内存与其他进程 若没有地址空间的存在，则直接使用cPU调用物理地址，会有野指针的问题存在 2.将进程管理和内存管理进行解耦合 因为有虚拟地址和页表的存在
Linux进程地址空间 零、前言 一、程序内存空间 二、进程地址空间 1、引入及概念 2、进程地址空间 3、相关问题 零、前言 本章主要讲解学习进程地址空间的知识 一、程序内存空间 在学习C/C...1、引入及概念 对于上述的程序地址空间，其实它的真实面貌为进程地址空间，对于进程地址空间本质上来说是一个虚拟地址空间，并非真实的物理空间 示例： #include #include...，同时也相应的分配了对应的mm_struct进程地址空间（PCB中储存了该进程对应的进程地址空间的地址），也就是每个进程都认为自己独占内存资源 对于进程来说，进程控制块以及进程地址空间以及相应的资源...，随进程的创建而创建，随进程的退出而回收 进程地址空间的内容： 进程地址空间是由0x00000000到0xffffffff的线性地址空间，按照刻度被划分为各个区域，例如代码区、堆区、栈区等...PCB找到对应的进程地址空间，再由进程地址空间上的虚拟地址由页表找到物理空间上分配的数据 示图： 对于父子进程变量地址相同数据不同： 父进程创建子进程时，子进程以父进程为模板构建进程，代码数据父子共享
一、是什么 进程地址空间是什么？...为了给进程画饼（让进程认为自己独占操作系统资源），操作系统为每个进程都创建了独立的地址空间，地址空间的内容通过页表映射到物理内存中这样每个进程都能独立的运行。...3.现象的具体解释 父进程和子进程都有自己独立的进程地址空间，也有独立的页表结构。子进程由父进程创建，因此子进程的进程地址空间是拷贝父进程的进程地址空间。...三、怎么办 操作系统要为每一个进程分配地址空间，那么操作系统是否要管理这些地址空间呢？当然是要管理的。 那么，操作系统怎么管理进程的地址空间？...3-4G是内核空间。 总结 以上就是今天要讲的内容，本文介绍了进程地址空间的相关概念。
OS则是将虚拟地址转化为物理地址（如何转化后面会讲到） 如何理解进程地址空间？ 首先我们要知道，什么是进程地址空间？...实际上进程地址空间就是操作系统喂给进程的一块“饼”，OS会跟每个进程说，你们有4G的内存空间（栈区、堆区、静态区...）可以使用，但实际上，只有当进程需要用的时候，OS才会分配空间给进程。...接下来谈一谈OS如何管理我们所说的进程地址空间（即我们所说的栈区、堆区等）？ 答：先描述，再组织。实际上我们所说的进程地址空间本质上是一个内核数据结构，struct_mmstruct{}。...而对进程地址空间中各个区域的调整，实际上就是转换为了调整各个区域对应的_start与_end。 物理空间与虚拟空间 既然我们所说的地址都是虚拟地址，那么真正的物理地址在哪里呢？？？...拓展：为什么存在进程地址空间？ 一、防止地址随意访问，保护物理内存与其它进程 实际上，在最开始的时候，还没有虚拟地址这种概念。早期的进程是直接与物理内存打交道。
在 Linux 系统中，每一个进程都在自己独立的地址空间中运行，在 32 位系统中，每个进程的逻辑地址空间均为 4GB，这 4GB 的内存空间按照 3:1 的比例进行分配，其中用户进程享有 3G 的空间...内存空间不足时，就需要将其它程序暂时拷贝到硬盘中，然后将新的程序装入内存。然而由于大量的数据装入装出，内存的使用效率就会非常低。 ⚫ 进程地址空间不隔离。...所有应用程序运行在自己的虚拟地址空间中，使得进程的虚拟地址空间和物理地址空间隔离开来，这样做带来了很多的优点： ⚫ 进程与进程、进程与内核相互隔离。...一个进程不能读取或修改另一个进程或内核的内存数据，这是因为每一个进程的虚拟地址空间映射到了不同的物理地址空间。提高了系统的安全性与稳定性。 ⚫ 在某些应用场合下，两个或者更多进程能够共享内存。...因为每个进程都有自己的映射表，可以让不同进程的虚拟地址空间映射到相同的物理地址空间中。通常，共享内存可用于实现进程间通信。 ⚫ 便于实现内存保护机制。
2.程序地址空间 2.1 研究背景 kernel 2.6.32 32位平台 2.2 程序地址空间回顾 在C语言的时候，有这样的空间布局图 可是我们对他并不理解 来段代码感受一下 #include...能得出如下结论: 变量内容不一样,所以父子进程输出的变量绝对不是同一个变量 但地址值是一样的，说明，该地址绝对不是物理地址！...在Linux地址下，这种地址叫做 虚拟地址 我们在用C/C++语言所看到的地址，全部都是虚拟地址！...物理地址，用户一概看不到，由OS统一管理 OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 2.3 进程地址空间 所以之前说‘程序的地址空间’是不准确的，准确的应该说成 进程地址空间 说明: 上面的图就足矣说名问题...，同一个变量，地址相同，其实是虚拟地址相同，内容不同其实是被映射到了不同的物理地址！
一、关于进程地址空间的简单理解 进程地址空间其实是分了很多个区域的，区域划分的本质就是区域内的各个地址都是可以使用的。...进程地址空间不是真实的物理内存，叫做虚拟内存。每一个进程都有自己独立的PCB，也有自己独立的地址空间。在32位机器下，进程地址空间的大小为[0,4GB]。...其中，PCB会记录一个进程的起始地址或基地址，这其实就是进程地址空间的首地址。...当子进程要对数据做修改时会发生写实拷贝，给子进程要修改的数据重新开辟一块物理空间，再将重新开辟的这块物理空间的地址填充入子进程的页表中，但此时页表中对应的虚拟地址并没有发生变化，所以可以看到父子进程访问同一个虚拟地址却打印出不同的内容...所以，进程地址空间就是数据结构，具体到进程中，就是特定数据结构的对象！ 二、为什么要有进程地址空间和页表 1、将物理内存从无序变成有序，让进程以统一的视角看待内存。
进程地址空间 本节目标 1. 回顾C/C++地址空间 1.1 提出问题 1.2 见问题产生的现象 1.3 解释现象 2....虚拟地址空间 2.1 感性理解虚拟地址空间 2.2 如何“画饼” 2.3 地址空间的区域划分 3. 进程地址空间与内存的关系 3.1 虚拟地址和物理地址 3.2 多进程的映射关系 4....进程地址空间与内存的关系 3.1 虚拟地址和物理地址 1. 虚拟地址的排布 通过上述的描述，我们已经知道，我们所编写的代码的位置都是在进程地址空间上，也就是虚拟的地址。...如何理解进程地址空间 4.1 为什么存在地址空间 1：保证安全性 1. 如果让进程直接访问物理内存，万一进程越界非法操作呢？这其实是非常不安全的。...global_val，于是global的内存中的地址就会通过页表映射到虚拟空间的某一个地址中，于是父进程和子进程就可以通过虚拟空间中的地址去访问global，并且打印时父进程和子进程对应的global对应的虚拟地址也是相同的
进程的地址空间 1、直接代码展示的现象 其中当父子进程之间的g_val改变之后，为什么即使是不同的值了之后，两个进程中的g_val的地址还是一样的？...同时此次介绍的将是进程中的另一部分，地址空间。 地址空间能够被进程中的指针找到，在32位的操作系统之下，地址空间通常都是4GB的。...就是因为，子进程在修改这个数据之前，操作系统会在物理内存中重新开辟一个空间，开辟完空间之后，就把老的数据拷贝到新空间之中，把新的物理地址和老的物理地址相比，把新的物理地址放在子进程的页表当中，重新构成映射...所以操作系统中，创建一个进程，不仅仅是创建一个进程的PCB，对于很多的地址空间，OS也要进行管理，那应该如何管理众多进程的地址空间呢？先描述，再组织。地址空间的本质就是内核中的一个结构体对象。...3、为什么要有地址空间？ 3、解释： 为什么要对每一个进程构建一个地址空间呢？我们为什么不直接通过进程的task_struct中直接记录下我们存放在物理内存中的地址呢？
我们称之为：进程地址空间 2.进程地址空间 进程地址空间是操作系统中一个重要的概念，它描述了一个进程在运行时所能访问的虚拟地址范围。...每个进程都有自己独立的地址空间，使得多个进程可以同时运行而互相不干扰 地址空间是指一个进程可以使用的内存范围，通常由连续的地址组成。...在这个地址空间内，操作系统会进行地址映射，将进程的虚拟地址映射到物理内存上，以实现对内存的访问和管理。 当一个进程被创建时，操作系统会为该进程分配一块内存空间，用来存放进程的地址空间。...虚拟地址空间是操作系统为每个进程提供的一个假象，使得进程仿佛拥有整个内存空间 进程地址空间可以理解成是一套规范，或者是一套边界，可以方便我们系统进行编辑性检查的一个东西 进程地址空间并不会把每个虚拟地址都显式地存储起来...当CPU执行进程中的指令时，它会根据程序计数器的值来获取下一条要执行的指令的虚拟地址 进程地址空间实质 代码和数据实际上是存储在物理内存中的，而进程空间（或称为虚拟地址空间）里存储的是代码和数据的虚拟地址
所以，对于我们刚开始的现象很好解释了： 父进程和子进程都有自己的独立的进程地址空间，且都有自己的页表结构，子进程由父进程创建，所以子进程的地址空间是从父进程拷贝而来，刚开始的g_val经过映射指向同一个物理内存...；对于磁盘程序内部的地址称为逻辑地址，在Linux下，虚拟地址到线性地址、逻辑地址是一样的，但在其他地方，区分比较明确， ---- 二、为什么 了解了进程地址空间是什么了以后，那为什么存在进程地址空间呢...进程地址空间保证了数据的安全性 每个进程都有进程地址空间，所有的进程都要通过页表映射到物理内存，如果进程直接访问物理内存，万一进程越界非法访问、非法读写时，页表就可以进行拦截，而且直接访问物理内存对于账号信息是非常不安全的...，所以保证了内存数据的安全性 地址空间的存在，可以更方便的进行进程和进程的数据代码的解耦，保证了进程独立性的特征 对于进程而言，都有独立的地址空间及页表，通过页表映射到不同的物理内存上，所以一个进程数据的改变不会影响到另一个进程...并且操作系统会为每个进程创建进程地址空间，但是对于操作系统来说，存在着比较多的进程，所以操作系统需要对进程地址空间进行管理。如何去管理？先描述，在组织。这是我们之前所说的。
文章目录 1.虚拟地址空间简介 2.虚拟地址空间布局 参考文献 1.虚拟地址空间简介 虚拟地址空间（Virtual Address Space）是每一个程序被加载运行起来后，操作系统为进程分配的虚拟内存...每个进程所能访问的最大的虚拟地址空间由计算机的硬件平台决定，具体地说是由 CPU 的位数决定的。...因为除了用户进程，操作系统会独占一部分虚拟内存空间，用户进程只能使用操作系统分配给进程的地址空间，如果用户进程访问未经允许的地址空间，则会被操作系统判为非法请求，结果就是程序被操作系统强制结束。...堆的地址空间“向上增加”，即当堆上保存的数据越多，堆的地址就越高。...栈另外一个重要的特征是，它的地址空间“向下减少”，即当栈上保存的数据越多，栈的地址就越低。
2.1地址空间分布 我们可以使用下面这段代码来验证一下地址空间的分布是否如上图所示。...2.2进程地址空间 通过下面这段代码我们可以发现一个问题，就是在子进程改掉全局变量g_val之后，子进程和父进程的g_val发生了变化，这是正常的，因为进程间具有独立性，但是地址确是一样的，那么同一个地址可能存储两个不一样的值吗...那么每一个进程运行之后都有自己的进程地址空间，并且在os层面都要有页表映射结构，那么子进程在创建出来后会继承父进程的大部分数据，当然包括这张页表，所以我们在上面的测试中能够看到g_val这个变量在子进程和父进程的地址是一样的...所以当进程切换时，要把PCB和进程的页表地址都要进行切换。那么进程的地址空间是在PCB中的，只需要切换PCB，就可以把页表，地址空间，数据全部切换了。...那么进程切换，进程挂起，缺页中断这些事情进程都是不知道的，都是内存管理，也就是进程地址空间在执行，这样就实现了OS层面上模块的解耦，也就是为什么要有进程地址空间和页表的理由。
进程地址空间的隔离 是现代操作系统的一个显著特征。这也是区别于 “古代”操作系统 的显著特征。 进程地址空间隔离意味着进程P1无法以随意的方式访问进程P2的内存，除非这块内存被声明是共享的。...类似Dos这样的操作系统就是这样的，内存地址空间并没有隔离。进程可以随意访问其它进程的内存。...在操作系统中，家庭类似于虚拟地址空间，而房子就是页表。 邻居不能闯入你的房子，但特权管理机构只要理由充分，就可以进入普通人家的房子，touch这家人的东西。...对于操作系统而言，这就是内核可以做的事，内核可以访问任意进程的地址空间。 当然了，内核并不会无故私闯民宅，就像警察不会随意闯入别人家里一样。 但是，你可以让内核故意这么做，做点无赖的事情。...---- 虚拟地址空间是每进程的，而物理地址空间则是所有进程共享的。换句话说，物理地址是全局的。
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